Plastikinės dalys yra šiuolaikinės gamybos pagrindas, randamas daugybėje produktų, kuriuos naudojame kiekvieną dieną. Norint sukurti šias dalis, reikia atidžiai apsvarstyti, kad būtų užtikrintas efektyvumas ir kokybė. Šiame straipsnyje pateikiamas išsamus plastikinių dalių projektavimo proceso vadovas, pradedant medžiagų pasirinkimu ir baigiant galutine gamyba. Šiame įraše sužinosite, kaip apibrėžti reikalavimus, pasirinkti medžiagas ir optimizuoti gaminamumo dizainus.
Efektyvus plastikinių dalių dizainas yra būtinas norint užtikrinti gaminamą, kokybę ir ekonomiškumą. Puikiai optimizuotas dizainas sumažina medžiagų atliekų ir gamybos laiką, todėl padidėja pelningumas. Gamintojai turi atidžiai apsvarstyti tokius veiksnius kaip medžiagų pasirinkimas, matmenų tikslumas ir gamybos metodai, kad būtų pasiekti optimalūs rezultatai.
Lietos liejimas yra dažniausiai naudojamas plastikinių dalių gamybos procesas dėl jo mastelio ir tikslumo. Šis metodas leidžia masiškai gaminti sudėtingas dalis, išlaikant griežtus nuokrypius ir mažinant atliekas. Tinkamas įpurškimo liejimo dizainas apima dėmesį sienos storiui, grimzlės kampams ir šonkaulių išdėstymui, kad būtų išvengta tokių defektų kaip deformacija ar kriauklės žymės.
Plastikinės dalies projektavimo procesas apima keletą sujungtų etapų:
Reikalavimo apibrėžimas
Koncepcijos eskizas
Medžiagos pasirinkimas
Išsamus dizainas
Struktūrinė analizė
Galutinė medžiagos pasirinkimas
Gamybos dizaino modifikavimas (DFM)
Prototipų kūrimas
Įrankiai ir gamyba
Ši darbo eiga užtikrina sistemingą požiūrį į plastinės dalies kūrimą. Tai subalansuoja funkcionalumą, gamintoją ir ekonominį efektyvumą.
Kiekybiniai reikalavimai sudaro sėkmingo plastikinės dalies dizaino kertinį akmenį. Tai suteikia:
Aiškūs, išmatuojami tikslai
Sumažinta klaidingo aiškinimo rizika
Tvirtas pagrindas dizaino sprendimams
Dizaineriai turėtų vengti neaiškių terminų, tokių kaip „Strong “ arba „skaidrus “. Vietoj to, jie turi siekti konkrečios, kiekybiškai įvertinamos metrikos.
Struktūrinės pakrovimo analizė užtikrina, kad dalys atlaiko numatytą naudojimą ir galimą netinkamą naudojimą:
Tipai: statinis, dinamiškas, poveikis
Įvertinimas: lėtas, vidutinio sunkumo, greitas
Dažnis: nepertraukiamas, pertraukiamas, retkarčiais
Svarstymai apima ne tik galutinį naudojimą:
Surinkimo stresas
Gabenimo vibracijos
Sandėliavimo sąlygos
Blogiausių scenarijų
Aplinkos veiksniai daro didelę įtaką plastinės medžiagos savybėms:
faktoriaus | aspektai |
---|---|
Temperatūra | Veikimo diapazonas, šiluminis ciklas |
Drėgmė | Drėgmės absorbcija, matmenų stabilumas |
Cheminis poveikis | Atsparumas tirpikliams, aliejams, valymo priemonėms |
Radiacija | UV stabilumas, gama radiacijos tolerancija |
Blogiausių scenarijų planavimas padeda užtikrinti produkto patikimumą ekstremaliomis sąlygomis.
Tikslios matmenų specifikacijos yra labai svarbios:
Kritiniai matmenys
Paviršiaus apdailos reikalavimai
Lygumas ir paralelizmo tolerancijos
Būtina subalansuoti griežtus nuokrypius su gamybos sąnaudomis. Per daug griežtų nuokrypių gali žymiai padidinti gamybos išlaidas.
Atitinkamų standartų laikymasis užtikrina produkto laikymąsi:
Konkrečios pramonės reglamentai
Saugos standartai
Aplinkosaugos taisyklės
Dizaineriai turi nustatyti taikomus standartus proceso pradžioje. Šis požiūris neleidžia brangiai perprojektuoti vėliau.
Ekonominiai sumetimai formuoja projektavimo sprendimus:
Numatomi gamybos apimtys
Laukiamas tarnavimo gyvenimas
Tikslinė kaina už vienetą
Šie veiksniai daro įtaką medžiagų atrankai, gamybos procesams ir dizaino sudėtingumui.
Koncepcijos eskizas inicijuoja vizualinį dizaino idėjų vaizdavimą. Tai yra esminis tiltas tarp reikalavimų ir apčiuopiamų sprendimų.
Pagrindiniai veiksmingų koncepcijos eskizų aspektai:
Greitas idėjas: greitai sugeneruokite kelias dizaino koncepcijas.
Sutelkite dėmesį į funkcionalumą: Prioritekite pagrindines ypatybes, o ne estetines detales.
Prisitaikymas: leidžiant lengvai modifikuoti, tobulėjant dizainui.
Dizaineriai savo eskizuose turi pabrėžti kritinius regionus:
Streso koncentracijos taškai
Potencialios silpnos vietos
Teritorijos, kurioms reikalingi specialūs gamybos aspektai
Šis požiūris palengvina ankstyvą problemos identifikavimą ir tikslinius dizaino patobulinimus.
Išskiriant fiksuotas ir kintamas funkcijas yra labai svarbu:
fiksuotos funkcijos | Kintamos funkcijos |
---|---|
Standartiniai matmenys | Estetiniai elementai |
Kritinės našumo funkcijos | Neestinė geometrija |
Su sauga susiję komponentai | Pritaikomos funkcijos |
Pripažindami šiuos skirtumus, dizaineriai leidžia savo kūrybinėms pastangoms sutelkti dėmesį į sritis, kuriose lankstumas yra didesnis.
Bendradarbiavimas su pramonės dizaineriais sustiprina koncepcijos eskizo etapą:
Atneša estetinės patirties į funkcinius dizainus
Užtikrina vizualiai patrauklių koncepcijų gaminamą
Palengvina holistinį produkto kūrimą
Šiuolaikinės koncepcijos eskizų sudarymas dažnai apima 3D vizualizaciją:
Skaitmeninių eskizų kūrimo įrankiai įgalina greitą 3D koncepcijos kūrimą.
3D perteikimai suteikia suinteresuotosioms šalims aiškesnę dizaino viziją.
Ankstyvieji 3D modeliai palengvina sklandesnį perėjimą prie CAD plėtros.
Pradinis medžiagų pasirinkimas apima sistemingą medžiagų savybių palyginimą su apibrėžtais reikalavimais. Šis procesas užtikrina optimalų medžiagų pasirinkimą konkrečioms programoms.
Pagrindiniai šio palyginimo veiksmai:
Nustatykite kritinius našumo parametrus
Įvertinkite medžiagų duomenų lapus
Rango medžiagos pagal reikalavimus įvykdymą
Efektyvus medžiagų pasirinkimas dažnai prasideda nuo pašalinimo:
Nustatykite sandorio pertraukiklio savybes
Pašalinkite visas materialias šeimas, kurios neatitinka kritinių reikalavimų
Siauras dėmesys perspektyviems kandidatams
Šis požiūris supaprastina atrankos procesą, taupant laiką ir išteklius.
Tam tikrų medžiagų savybių negalima sustiprinti per projektavimo modifikacijas:
nuosavybės | svarba |
---|---|
Šilumos išsiplėtimo koeficientas | Daro įtaką matmenų stabilumui |
Skaidrumas | Kritinė optinėms programoms |
Cheminis atsparumas | Nustato suderinamumą su aplinka |
Minkštėjimo temperatūra | Ribos darbo sąlygos |
Agentūros patvirtinimas | Užtikrina reguliavimo laikymąsi |
Šios savybės yra pagrindiniai atrankos kriterijai renkantis medžiagas.
Medžiagos atrankos sudėtingumas padidėja:
Dangos: padidinkite paviršiaus savybes
Priedai: modifikuokite birių medžiagų charakteristikas
Bendra injekcijos technologija: sujungia kelias medžiagas
Šie veiksniai išplečia projektavimo galimybes, tačiau reikalauja atidžiai apsvarstyti jų poveikį bendram dalims.
Sudėtingas ir lydymosi maišymas suteikia galimybių patobulinti nekilnojamąjį turtą:
Mechaninių savybių pritaikymas
Tobulėjančios šiluminės charakteristikos
Cheminio pasipriešinimo stiprinimas
Apdorojimo optimizavimas
Šie metodai leidžia dizaineriams tiksliai sureguliuoti medžiagų savybes, galbūt sukuriant pasirinktinius sprendimus konkrečioms programoms.
Medžiagos savybės daro didelę įtaką dalių geometrijai. Dizaineriai turi pritaikyti savo požiūrį pagal pasirinktos medžiagos unikalius atributus.
Pagrindiniai svarstymai:
Elastiškumo modulis
Derliaus stiprumas
Šliaužimo pasipriešinimas
Cheminis suderinamumas
Skirtingoms medžiagoms reikia specifinių geometrinių adaptacijų:
Statinės apkrovos: sustiprinkite didelio streso sritis
Tirpiklio poveikis: padidinkite sienos storis pažeidžiamuose regionuose
Šilumos išplėtimas: projektuokite tinkamus leidimus ir nuokrypius
Medžiagos | dizaino aspektai |
---|---|
Didelio tankio polietilenas | Dideli grimzlės kampai, storos atkarpos, skirtos tvirtumui |
Polipropilenas | Vienodas sienos storis, dosnus spindulys |
Nailonas 6/6 | Šonkauliai dėl standumo, drėgmės absorbcijos pašalpos |
Kompiuterių parengtos inžinerijos (CAE) programinė įranga vaidina lemiamą vaidmenį šiuolaikiniame plastikinės dalies dizaine. Tai leidžia dizaineriams:
Imituokite realaus pasaulio sąlygas
Numatyti dalį elgesio su įvairiomis kroviniais
Nustatykite galimus gedimo režimus
Populiarūs CAE įrankiai yra ANSYS, „SolidWorks“ modeliavimas ir „Abaqus“.
Griežta analizė apima virtualių modelių nustatymą iki ekstremalių sąlygų:
Maksimalūs apkrovos atvejai
Temperatūros kraštutinumai
Poveikio ir nuovargio scenarijai
Cheminio poveikio modeliavimas
Šie testai padeda atskleisti galimus trūkumus prieš prasidedant fiziniam prototipams.
rezultatai
Analizės | |
---|---|
Didelė streso koncentracija | Įpilkite filė ar guusus |
Per didelis įlinkis | Padidinkite sienos storis arba įpilkite šonkaulių |
Šilumos taškai | Modifikuokite geometriją, kad būtų galima geriau išsklaidyti šilumą |
Šis procesas tęsiasi tol, kol dizainas atitinka visus veiklos kriterijus, tuo pačiu sumažinant medžiagų naudojimą ir sudėtingumą.
Po optimizavimo dizaineriai turi patikrinti:
Vis dar laikomasi galutinio naudojimo veiklos standartų
Gamybos galimybė išlieka nepažeista
Siekiami išlaidų tikslai
Pusiausvyra tarp šių veiksnių dažnai reikalauja kompromisų ir kūrybinio problemų sprendimo.
Pagrindiniai svarstymai:
Funkciniai reikalavimai
Estetiniai standartai
Reguliavimo laikymasis
Gamybos efektyvumas
Šiame etape dizaineriai turi pasirinkti pagrindinę plastikinės dalies medžiagą. Šis sprendimas turėtų būti grindžiamas:
Našumas struktūrinėje analizėje
Gaminamumo sumetimai
Ekonominis efektyvumas
Ilgalaikis prieinamumas
Pasirinkta medžiaga tampa vėlesnių projektavimo patobulinimų ir gamybos planavimo dėmesiu.
Įsipareigojant pirminei medžiagai, protinga laikyti alternatyvias medžiagas atsargoje. Šios atsarginės kopijos yra:
Nenumatytų atvejų planai apie nenumatytus klausimus
Ateities produktų pakartojimų parinktys
Potencialios išlaidų taupymo alternatyvos
Dizaineriai turėtų išlaikyti išsamią informaciją apie šias alternatyvas visame kūrimo procese.
Galutinė medžiagos atranka subalansuoja ekonominius veiksnius su galutinio naudojimo rezultatais:
ekonominių veiksnių | veiklos savybės |
---|---|
Žaliavos kaina | Mechaninis stiprumas |
Apdorojimo išlaidos | Cheminis atsparumas |
Gamybos apimtis | Šiluminis stabilumas |
Gyvenimo ciklo išlaidos | Estetinės savybės |
Dizaineriai turi pasverti šiuos veiksnius vienas prieš kitą, kad surastų optimalų materialų sprendimą.
Objektyviai įvertinti medžiagą, pusiau kiekybinė balų sistema pasirodo neįkainojama:
Nustatykite pagrindinius atrankos kriterijus
Paskirkite kiekvieno kriterijaus svorius
Įvertinkite medžiagas skaitmenine skale kiekvienam kriterijui
Apskaičiuokite svertinius balus
Palyginkite visus balus, kad nustatytumėte geriausią bendrą atlikėją
Šis metodas pateikia duomenų pagrįstą metodą medžiagų pasirinkimui, sumažinant subjektyvų šališkumą.
Įvertinimo kriterijų pavyzdys:
Tempimo stiprumas: 0–10 taškų
Vieneto kaina: 0-10 taškų
Apdorojimo lengvumas: 0-10 taškų
Poveikis aplinkai: 0–10 balų
Įpurškimas apima penkis kritinius etapus:
Pelėsio užpildymas
Pakavimas
Laikymasis
Aušinimas
Ištempimas
Kiekvienam etapui reikia specifinių projektavimo modifikacijų, kad būtų užtikrintas liejimas:
Kampo projektas: palengvinkite dalių pašalinimą
Spindulys: pagerinkite medžiagų srautą ir sumažinkite streso koncentraciją
Paviršiaus tekstūra: padidinkite išvaizdą ir kaukės trūkumus
Vienodas sienos storis yra labai svarbus siekiant užkirsti kelią defektams:
Venkite storų skyrių: jie gali sukelti kriauklių žymes ir deformaciją
Išlaikyti nuoseklumą: paprastai 10% nominaliojo storio
Laikykitės konkrečios dervos gairių: paprastai svyruoja nuo 0,04 „iki 0,150 “
Šonkauliai sustiprina dalis, nedidindami bendro storio:
rekomendacijų | rekomendacija |
---|---|
Ūgis | ≤ 3x sienos storis |
Storis | ≤ 0,5-0,75x sienos storis |
Išdėstymas | Statmena pagrindinei streso krypčiai |
Tinkama vartų vieta užtikrina optimalų medžiagų srautą ir sumažina susitraukimą:
Apskritos dalys: Vienodo srauto centriniai vartai
Pailgos dalys: keli vartai arba galiniai vartai, skirti subalansuotam užpildymui
Ankstyvas išmetimo kaiščių vietų planavimas yra būtinas:
Venkite matomų paviršių
Padėkite ant plokščių ar briaunų vietų
Apsvarstykite dalių geometriją ir medžiagų savybes
Krūties ženklai apima:
Aušinimo kanalo dizaino optimizavimas
Pakavimo slėgio ir laiko reguliavimas
Dujų ir putų įpurškimo būdų įgyvendinimas
Bendradarbiaukite su pelėsiais, kad optimizuotumėte atsiskyrimo linijų išdėstymą:
Apsvarstykite dalį geometrijos ir estetikos
Sumažinkite blykstės ir liudytojų linijas
Užtikrinkite tinkamą vėdinimą
Sudėtingų funkcijų dizaino aspektai:
Povandeniniai riešutai: naudokite sulankstomus šerdis ar šalutinius veiksmus
Skylės: Įtraukite tinkamus kraštinių santykį ir vietas
Šaltiniai veiksmai: pusiausvyros sudėtingumas su išlaidomis
Prototipų kūrimas vaidina lemiamą vaidmenį tikrinant dizainą prieš pradedant viso masto gamybą. Tai leidžia dizaineriams ir gamintojams nustatyti galimas problemas, kurios gali kilti gamybos proceso metu ar produkto veikloje. Sukurdamos prototipą, komandos gali vizualizuoti produktą ir įvertinti jo funkcionalumą realios pasaulio sąlygomis.
Prototipai padeda atskleisti tokius trūkumus kaip matmenų netikslumai, blogas medžiagos srautas arba sritys, linkusios į nesėkmes. Ankstyvas šių problemų identifikavimas užtikrina, kad jas būtų galima ištaisyti prieš sukuriant brangius įrankius. Kai kurie bendros problemos prototipai padeda nustatyti:
Suvirinimo linijos
Defage'as
Kriauklės žymės
Struktūriniai silpnybės
Yra du pagrindiniai plastikinių dalių prototipų metodai:
3D spausdinimas
Šis metodas suteikia greitą, ekonomišką prototipų gamybos būdą. Tai idealiai tinka vizualizuoti dizainą ir išbandyti pagrindinius funkcionalumus.
Mažos apimties įpurškimo liejimas
Šis metodas atidžiai imituoja galutinį gamybos procesą. Jis naudojamas patvirtinti dizaino gamintoją ir našumą faktinėmis sąlygomis.
Prototipai turi būti išbandyti įvairiems klausimams, siekiant užtikrinti, kad dizainas būtų paruoštas gamybai. Testavimas padeda nustatyti:
Suvirinimo linijos - taškai, kuriuose liejimo metu susitinka skirtingi plastiko srautai, gali susilpninti konstrukciją.
Megmenys - nelygus aušinimas, sukeliantis iškraipymą.
Kriauklės žymės - dėl nenuoseklaus aušinimo storesnėse vietose susidarė depresijos.
Stiprumas ir patvarumas - užtikrinimas, kad dalis atitiktų našumo reikalavimus pagal apkrovą.
Identifikuodamos ir išspręsdamos problemas prototipų kūrimo etape, komandos gali žymiai sumažinti brangių įrankių pakeitimo poreikį. Ankstyvas problemų gavimas padeda supaprastinti gamybą ir užtikrina, kad galutinis produktas atitiktų visas projektavimo ir našumo specifikacijas.
Perėjimas nuo projektavimo prie gamybos priklauso nuo aukštos kokybės įpurškimo formų kūrimo. Šis procesas apima:
Įrankių dizainas: dalies geometrijos išverstas į pelėsių komponentus
Medžiagos pasirinkimas: tinkamo įrankio plieno pasirinkimas patvarumui
Gamyba: tikslus pelėsių ertmių ir šerdžių apdirbimas
Surinkimas: aušinimo kanalų integravimas, išmetimo sistemos ir vartai
Pelėsių gamintojai dažnai pradeda pagrindinius gamybos įrankių darbą anksti, kad sutaupytų laiko.
Griežtas pelėsių bandymas ir tobulinimas užtikrina optimalų našumą:
Bandomieji veiksmai: nustatykite ir spręskite klausimus iš dalies formuojant
Matmenų analizė: patikrinkite, ar priklijuoti projektavimo specifikacijas
Paviršiaus apdailos vertinimas: įvertinkite ir pagerinkite dalių estetiką
Iteraciniai pakeitimai gali apimti:
Išleisti | potencialų sprendimą |
---|---|
Blykstė | Sureguliuokite atsiskyrimo liniją arba padidinkite spaustuko jėgą |
Trumpi kadrai | Optimizuokite vartų dizainą arba padidinkite įpurškimo slėgį |
Defage'as | Patobulinti aušinimo sistemos išdėstymą |
Kai įrankiai bus suderinti, gamyba gali būti pradėta:
Proceso parametrų optimizavimas
Kokybės kontrolės procedūros įkūrimas
Gamybos didinimo planavimas
Pagrindiniai svarstymai pradinės gamybos metu:
Ciklo laiko optimizavimas
Laužo greičio sumažinimas
Nuoseklus dalies kokybės užtikrinimas
Įtraukus injekcinius formatorius ir inžinierius projektavimo proceso pradžioje, gaunama didelė nauda:
Patobulintas gamintojas
Sumažintos dizaino iteracijos
Padidėjęs ekonominis efektyvumas
Norėdami optimizuoti dizainą, naudokite pažangias programinės įrangos įrankius:
CAD programinė įranga: sukurkite tikslius 3D modelius
Pelėsių srauto analizė: imituokite įpurškimo liejimo procesą
FEA įrankiai: įvertinkite struktūrinį našumą
Šios technologijos suteikia galimybę dizaineriams nustatyti ir spręsti problemas prieš fizinį prototipą.
produkto numatytą programą visame projektavimo procese:
aspektas | Prioritekite |
---|---|
Aplinkos sąlygos | Temperatūra, cheminė ekspozicija, UV spinduliuotė |
Įkėlimo scenarijai | Statinė, dinamiška, poveikio jėgos |
Reguliavimo reikalavimai | Konkrečios pramonės standartai, saugos taisyklės |
Projektavimas atsižvelgiant į galutinį naudojimą užtikrina optimalų našumą ir ilgaamžiškumą.
Sėkmingam plastiko dalių dizainui reikalingas subtilus balansas:
Kaina: medžiagų pasirinkimas, įrankių sudėtingumas
Našumas: mechaninės savybės, patvarumas
Gaminimas: gamybos paprastumas, ciklo laikas
Siekite optimalios šių veiksnių sankirtos, kad sukurtumėte perspektyvius produktus.
Įdiekite prototipų kūrimą pradžioje projektavimo cikle:
Patvirtina projektavimo koncepcijas
Nustato galimus klausimus
Sumažina brangias vėlyvo etapo modifikacijas
Panaudojami pažangių prototipų kūrimo metodai, skirti pagreitinti plėtrą:
3D spausdinimas: greitas sudėtingų geometrijų posūkis
CNC apdirbimas: tikslus galutinių medžiagų vaizdavimas
Silikono formavimas: ekonomiškai efektyvus mažų partijų gamybai
Šie metodai įgalina greitesnį dizaino iteraciją ir rinkos patvirtinimą.
Plastikinės dalies projektavimo procesas apima keletą esminių žingsnių. Nuo reikalavimų apibrėžimo iki galutinės gamybos, kiekvienas etapas yra gyvybiškai svarbus.
Sistemingas požiūris užtikrina optimalius rezultatus. Tai efektyviai subalansuoja našumą, kainą ir gaminamąjį.
Gerai suprojektuotos plastikinės dalys siūlo daugybę privalumų:
Patobulinta produkto kokybė
Sumažintos gamybos išlaidos
Patobulintas funkcionalumas
Padidėjęs patvarumas
Svarbūs prototipų patvirtinimas ir mažų partijų bandymai. Jie padeda anksti nustatyti problemas, taupant laiką ir išteklius.
Mes skatiname skaitytojus pritaikyti šias žinias savo projektuose. Atlikdami šiuos veiksmus, galite sukurti sėkmingą plastikines dalis.
„MFG“ komanda yra greita gamybos įmonė, kuri specializuojasi ODM, o OEM prasideda 2015 m.